探索工業(yè)源廢氣VOCs排放的末端治理方法及防治措施

探索工業(yè)源廢氣VOCs排放的末端治理方法及防治措施

摘要：工業(yè)源每年均排放大量的VOCs，對大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。對此，要采取有效的末端治理技術(shù)，對VOCs排放量進(jìn)行削減，實(shí)現(xiàn)對大氣環(huán)境和空氣質(zhì)量的有效改善。吸附、生物處理以及催化燃燒等末端治理技術(shù)具有較為成熟的工藝和相對較高的處理效率，在VOCs治理中得到了日漸廣泛的應(yīng)用。本文淺析了工業(yè)源VOCs末端治理技術(shù)及減排展望，以期為VOCs末端治理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)源；廢氣VOCs；排放；治理；防治

VOCs即揮發(fā)性有機(jī)物，此類有機(jī)化合物對大氣相應(yīng)的光化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行參與，能促進(jìn)臭氧以及細(xì)顆粒物的形成，并引發(fā)光化學(xué)煙霧以及霧霾等。另外，VOCs還會引發(fā)人體呼吸系統(tǒng)發(fā)生病變，誘發(fā)癌癥等。我國工業(yè)源VOCs排放量日益增多，加劇了大氣污染。對此，我國高度重視對工業(yè)源VOCs污染進(jìn)行治理，以實(shí)現(xiàn)對大氣質(zhì)量的有效改善。有必要對工業(yè)源VOCs末端治理技術(shù)進(jìn)行深入分析，并展望減排前景，推動VOCs污染的防治進(jìn)程。

1工業(yè)源廢氣VOCs排放的末端治理方法

1.1常用的工業(yè)源VOCs末端治理方法

工業(yè)源VOCs相應(yīng)的末端治理技術(shù)主要分為如下兩類：（1）回收類技術(shù)。此類技術(shù)涵蓋吸附、冷凝及膜分離、吸收等技術(shù)，對具有較高濃度或者較大回收價值的廢氣具有較強(qiáng)的適用性。（2）銷毀類技術(shù)。此類技術(shù)涵蓋高溫燃燒、低溫等離子破壞、催化燃燒、光催化氧化以及生物處理等技術(shù)。印刷行業(yè)VOCs廢氣來源主要包括以下內(nèi)容：（1）油墨。油墨溶劑中含有各類有機(jī)物，諸如醇、酯、酮、醚、芳香烴等均能形成VOCs。油墨揮發(fā)產(chǎn)生的有機(jī)污染物即含有VOCs。（2）設(shè)備。印刷干燥設(shè)備以及通風(fēng)設(shè)備殘留較多的溶劑，極易向空氣中排放污染物，導(dǎo)致VOCs含量超標(biāo)。（3）工藝。印刷行業(yè)主要采用凹版印刷工藝，在對油墨黏度進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，極易導(dǎo)致大量VOCs廢氣產(chǎn)生。通常，可采用吸附法、熱力氧化法、等離子氧化分解法以及膜分離法對印刷VOCs廢氣進(jìn)行處理。

當(dāng)前，工業(yè)源VOCs常用的末端治理技術(shù)主要包括如下幾種：（1）吸附法。該法原理是借助諸如活性炭、分子篩、硅膠等固態(tài)吸附材料對廢氣中存在的VOCs進(jìn)行分離，該法適用于對濃度較低的廢氣進(jìn)行凈化，其初期投資以及運(yùn)行費(fèi)用均相對較低，其優(yōu)點(diǎn)是工藝較為成熟，且所需設(shè)備相對簡單，具有超過90%的效率，能耗相對較低。其缺點(diǎn)是需對吸附劑進(jìn)行經(jīng)常更換，再生脫附具有較大的難度，極易引發(fā)二次污染。（2）吸收法。該法原理是借助揮發(fā)性較低或者無揮發(fā)性的液體，對廢氣中存在的VOCs進(jìn)行吸收，實(shí)現(xiàn)對廢氣的有效凈化，該法適用于對濃度較低和濃度居中的廢氣進(jìn)行凈化，其初期投資較低，但運(yùn)行費(fèi)用相對居中，其優(yōu)點(diǎn)是具有較為成熟的工藝和超過90%的處理效率，能耗相對較低，其缺點(diǎn)是需對吸收劑進(jìn)行經(jīng)常更換，極易引發(fā)二次污染。（3）生物法。該法原理是借助潮濕多孔，且大量微生物附著于表面的生物濾床過濾廢氣，在較長時間內(nèi)，依靠微生物對廢氣中存在的VOCs以及無機(jī)物進(jìn)行降解。該法適用于對濃度較低，且易于被生物有效降解的廢氣進(jìn)行凈化，其初期投資以及運(yùn)行費(fèi)用均相對較低。其優(yōu)點(diǎn)是能耗相對較低，其缺點(diǎn)是相關(guān)設(shè)備占地較大，且系統(tǒng)缺乏良好的彈性，極易引發(fā)二次污染，且缺乏較高的降解速率。（4）低溫等離子破壞法。該法原理是將VOCs廢氣對電場強(qiáng)度較高的非均勻電場進(jìn)行通過，促進(jìn)高能高活性的粒子，碰撞VOCs分子，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，并引發(fā)自由基反應(yīng)，對污染物進(jìn)行降解。該法適用于對濃度較低或者具有單一成分的臭氣進(jìn)行處理，適用于對室內(nèi)空氣進(jìn)行凈化。其初期投資相對較高，運(yùn)行費(fèi)用居中。其優(yōu)點(diǎn)是具有較低的能耗，且具有較強(qiáng)的抗顆粒物干擾能力，其缺點(diǎn)是缺乏成熟的技術(shù)和較高的處理效率，難以實(shí)現(xiàn)對污染物的完全降解。（5）熱力燃燒。該法原理是在高溫環(huán)境下，對VOCs廢氣進(jìn)行燃燒，將之分解成水和二氧化碳。其溫度為540°C~820°C，適用與對濃度較高和濃度居中的連續(xù)廢氣進(jìn)行凈化。其初期投資和運(yùn)行費(fèi)用均相對較高。其優(yōu)點(diǎn)是具有成熟的工藝和超過95%的處理效率，具有較廣的應(yīng)用范圍，可實(shí)現(xiàn)對能量的利用，其缺點(diǎn)是具有較高能耗和較大的安全風(fēng)險，極易對空氣中存在的N2進(jìn)行氧化，產(chǎn)生二嗯英。（6）催化燃燒。該法原理是在較低溫度下，借助催化劑，對有機(jī)物進(jìn)行燃燒，將之分解為水和二氧化碳。其溫度為300°C~500°C，適用于對濃度較高和居中的連續(xù)廢氣進(jìn)行凈化。其初期投資和運(yùn)行費(fèi)用均相對較高。其優(yōu)點(diǎn)是具有成熟的工藝和較高的處理效率，效率在90%到95%之間，其缺點(diǎn)是對于組分復(fù)雜的廢氣缺乏適用性，且催化劑易中毒，并產(chǎn)生二嗯英。

活性炭吸附以及相關(guān)組合技術(shù)呈現(xiàn)出進(jìn)出口監(jiān)測結(jié)果反向的現(xiàn)象，可能原因是未能及時更換活性炭，導(dǎo)致大風(fēng)量氣流將大量VOCs污染物反吹出來。除吸收法外，各類處理技術(shù)平均效率均超過60%。相對于單一處理技術(shù)，復(fù)合處理工藝平均處理效率更高，但水噴淋+活性炭吸附法這一復(fù)合處理工藝的處理效率相對于活性炭吸附法較低，這是由于水噴淋后，廢氣濕度出現(xiàn)增加，對活性炭吸附的處理效果造成了不良影響。

2工業(yè)源廢氣VOCs排放的防治措施

2.1對現(xiàn)有末端治理技術(shù)進(jìn)行完善

當(dāng)前，各類VOCs末端治理技術(shù)具有較為廣泛的應(yīng)用范圍，且取得了良好的VOCs減排功效。但從整體上來看，各類技術(shù)尚未完全成熟，未能獲取理論最佳的應(yīng)用效果。因此，工業(yè)企業(yè)在對VOCs末端治理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，要對各類技術(shù)的具體運(yùn)維方式以及相關(guān)適用條件進(jìn)行歸納總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有末端治理技術(shù)進(jìn)行有效完善，增強(qiáng)末端治理技術(shù)對VOCs的實(shí)際處理效果。

2.2對新型VOCs治理技術(shù)進(jìn)行開發(fā)

當(dāng)前，大氣污染日趨嚴(yán)重，國家對VOCs提出了更高的治理減排要求。當(dāng)前，常用的末端治理技術(shù)，難以將全部VOCs污染問題有效解決。對此，相關(guān)部門要加強(qiáng)科研，對新型VOCs治理技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。

2.3促進(jìn)配套監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)提高

不同VOCs廢氣具有繁多的目標(biāo)因子。當(dāng)前，相關(guān)監(jiān)測機(jī)構(gòu)對于VOCs廢氣具有的目標(biāo)因子相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)未能實(shí)現(xiàn)全面覆蓋，諸多目標(biāo)因子依然缺乏具有較強(qiáng)適用性和有效性的監(jiān)測方法。對此，相關(guān)部門要加強(qiáng)科研，促進(jìn)VOCs治理配套的監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)提高，改善VOCs減排效果。

2.4對無組織排放源進(jìn)行改進(jìn)

VOCs排放源存在較多無組織排放源，較為典型的是注塑工藝。我國多數(shù)省市的注塑工業(yè)，沿襲無組織的VOCs廢氣排放，未能收集VOCs廢氣并對之處理后再予以排放。對此，要對無組織排放源進(jìn)行改進(jìn)，對無組織排放的各類VOCs廢氣進(jìn)行收集，并實(shí)施有效的末端治理，在此基礎(chǔ)上，再實(shí)施排放，有效促進(jìn)VOCs減排。

3結(jié)語

綜上所述，吸附、生物處理以及催化燃燒等VOCs末端治理技術(shù)具有較為成熟的工藝和相對較高的處理效率，在工業(yè)源VOCs污染治理中得到了廣泛應(yīng)用。要通

過對現(xiàn)有末端治理技術(shù)進(jìn)行完善、對新型VOCs治理技術(shù)進(jìn)行開發(fā)、促進(jìn)配套監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)提高、對無組織排放源進(jìn)行改進(jìn)等措施促進(jìn)工業(yè)源VOCs減排效果增強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

吳炯.印刷車間空氣污染控制與通風(fēng)方式的研究[D].湖北:武漢科技大學(xué),2018.

柳承強(qiáng).蘇州市電子產(chǎn)品制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)污染物處理對策研究[D].蘇州科技學(xué)院;蘇州科技大學(xué),2016.

李瑞芃，呂建華，付飛，等.青島市重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物對二次污染物生成的貢獻(xiàn)及健康風(fēng)險研究[J].環(huán)境污染與防治,2020.02.016.

⑷劉丹，張鑫，張鳳蓮，等.以煤為原料的合成氨企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放特征研究[J].潔凈煤技術(shù),20